Usiamo la porta OBD-II per scoprire tutti i segreti di Kia e-Niro

Sarà capitato anche a voi di portare l'auto dal meccanico perché avete notato un qualche comportamento anomalo del mezzo, ad esempio una spia sul quadro che si è accesa durante la marcia e poi al successivo avvio del veicolo non lo ha più fatto. In questi casi il meccanico vi avrà detto qualcosa del tipo "adesso attacchiamo l'auto al computer e vediamo cosa è successo". Ma come si attacca l'auto al computer e cosa si può vedere esattamente?

L'interfaccia OBD-II

Già dall'inizio del 2001 le auto a benzina e dal 2004 le diesel vendute in Europa devono essere obbligatoriamente dotate di un connettore OBD-II. Questo connettore consente la comunicazione digitale con la centralina di bordo e permette innanzitutto di accedere alla diagnostica dell'auto, infatti la sigla OBD è l'acronimo di "On Board Diagnostic". 

Le specifiche del connettore OBD-II comprendono la definizione dell'interfaccia hardware (un grosso connettore trapezioidale dotato di 16 pin), ma anche dove posizionare il connettore stesso il quale infatti deve trovarsi al massimo a 60cm dal volante o comunque a portata di mano del guidatore.

Un'ulteriore caratteristica di questo connettore è che permette la comunicazione con diversi BUS di dati, ognuno che comunica in modo diverso ed è supportato da marche o modelli diversi di veicoli.

Senza scendere troppo nei dettagli tecnici, la cosa importante da capire è che sebbene il connettore sia lo stesso su tutte le auto, ognuna di esse può usarlo in modo diverso supportando uno o più di uno dei protocolli disponibili. Si ha quindi una piccola babele in cui il computer del meccanico dotato di connettore OBD-II può comunicare con una certa auto solo se il software che utilizza sa quale auto è collegata e se tale auto è censita nel suo archivio.

Per questo, come vedremo tra poco, è importante scegliere il giusto connettore OBD-II, che supporti tutti i protocolli necessari a leggere le informazioni a cui siamo interessati e avere un software (una App) che supporti specificamente il nostro veicolo.

Collegarsi al connettore OBD-II

Fino a qualche anno fa soltanto le officine potevano permettersi i computer dotati di connettore OBD-II. Per fortuna oggi sono disponibili a chiunque piccole interfacce OBD-II bluetooth o WiFi,  a poche decine di euro.

Come ho accennato prima occorre scegliere un connettore che consenta di collegarsi alla propria auto rendendo disponibili i protocolli giusti.

Questo l'ho scoperto a mie spese, infatti il primo dongle OBD-II che ho acquistato non ne ha mai voluto sapere di leggere i dati che mi interessavano dalla mia Kia e-Niro e alla fine mi sono dovuto rassegnare a buttarlo in un cassetto e ad acquistarne uno nuovo. 

In ogni caso è indispensabile usare un programma, anzi se vogliamo utilizzare comodamente il nostro smartphone, un'App che sia in grado di colloquiare con la nostra auto.   

Il connettore OBD-II vGate

Prima di tutto l'usuale disclaimer: nessuno sponsorizza i miei post. Quello che scrivo, lo scrivo per divertimento e non per lucro, e se consiglio uno specifico prodotto è solo perché l'ho provato e mi sono trovato bene.

Dopo il primo acquisto andato male, ho cercato un po' su internet e ho visto che in molti parlavano bene del dongle OBD-II bluetooth di vGate. Ne ho trovato uno ad un prezzo interessante su Amazon, poco poco meno di 20 Euro, e l'ho preso.

Come si vede bene dalla fotografia qui sotto, il connettore viene consegnato in una elegante scatolina bianca, è ben imballato ed è anche dotato di un manualetto in un buon inglese - tutte cose piuttosto rare da trovare quando parliamo di  dispositivi venduti a prezzi così bassi.

Per collegare il dongle OBD-II è necessario in primo luogo localizzare la presa. Per accedervi è necessario aprire lo sportellino che si trova a sinistra del volante, qualche centimetro sotto i pulsanti che attivano la carica temporizzata e lo sblocco automatico del connettore a fine ricarica.

Una volta aperto lo sportello basterà infilare il dongle nella porta OBD e dovrebbe accendersi la spia rossa su di esso. Se non si accende occorre verificare che sia ben inserito nella porta e magari provare a premere brevemente il suo pulsante di accensione. Come si vede nella fotografia qui sotto il connettore inserito nella porta OBD-II della Kia e-Niro risulta "capovolto", e la spia rossa che segnala l'accensione si trova sul lato sinistro. 

Collegare il dongle OBD-II al telefono

Una volta che il connettore è inserito e acceso, occorre collegarlo al telefono con il bluetooth: basta andare sulla schermata della gestione del bluetooth ed eseguire la ricerca dei dispositivi vicini. Dovreste vedere tra i dispositivi da connettere uno che si chiama V-LINK, aggiungetelo e se vi chiede un codice di sblocco usate "1234".

Se tutto è andato bene troverete il dispositivo V-LINK nella lista dei device bluetooth collegati al telefono.

Adesso che il connettore è collegato occorre installare un'App che possa scaricare tutti i dati della nostra auto.

Sui vari store di App ci sono tantissime App per OBD-II, ma la maggior parte di esse è pensata per auto endotermiche e non leggono quei dati che invece sono fondamentali per le auto elettriche.

Ho speso un bel po' di tempo in ricerche e prove e alla fine ho trovato due App che funzionano con la Kia e-Niro (e anche con altri modelli EV), e qui sotto ve ne parlo. 

L'app EVNotify

L'App EVNotify è stata sviluppata appositamente per le auto elettrificate ed esiste sia in versione per Apple iOS che per Android. Visualizza solo un piccolissimo insieme dei dati rilevabili ma ha il grosso pregio di essere completamente gratuita e di essere compatibile con tanti modelli di auto sia ibride che full electric, inclusa ovviamente la mia e-Niro, ma anche Kia Soul EV, Hyunday Kona, Zoe, ID.3 e altre.

Non vi fate spaventare dal nome in tedesco che vedete sul Play Store, in realtà EVNotify è tradotta anche in inglese e francese. Purtroppo per adesso non è disponibile in lingua italiana, ma è talmente semplice che basta un minimo di dimestichezza con una delle lingue supportate, nel mio caso l'inglese, per poterla configurare e utilizzare.

In ogni caso, una volta scaricata dallo store, l'App chiede di registrarsi in modo da poter condividere i dati tra più dispositivi, una funzione che può interessare chi non ha un'auto dotata di App di telecontrollo di cui parleremo tra un po'.

Lo step successivo è quello di entrare nelle impostazioni e selezionare il tipo di auto per poi collegare il dongle bluetooth selezionando il dispositivo V-LINK che abbiamo configurato prima. Qui sotto vi riporto le schermate con le selezioni.

Dopo aver selezionato i parametri, occorre premere l'icona a forma di floppy disk in alto a destra per rendere effettive le impostazioni. Notiamo che nel caso della e-Niro, l'App avvisa che potrebbe non essere troppo accurata nel rilevare i dati, ma sinceramente nel mio caso non ho notato dati incongrui.

Subito dopo il salvataggio delle impostazioni, l'App proverà a dialogare con il dongle OBD-II per raccogliere informazioni dall'auto. Per fare in modo che tutto funzioni correttamente occorre però:

• che il dongle OBD-II sia acceso e funzionante. Se avete dubbi sull'effettiva funzionalità del dongle provate a staccarlo dalla presa, attendere una quindicina di secondi in modo che si spenga completamente e poi riattaccatelo.
• il quadro dell'auto deve essere acceso. Se il quadro è spento il dialogo tra App e auto non avviene. Per accendere il quadro della Kia e-Niro, ovviamente, basta premere il pulsante Start.

Non appena la comunicazione tra App e auto inizia, EVNotify mostra sul display del telefono la i parametri rilevati. Vi posto qui sotto un'immagine della schermata sul mio telefono:

Tra le informazioni mostrate possiamo subito notare come il primo numero in alto a destra, in rosso, sia il consumo istantaneo rilevato. Questo consumo corrisponde alle voci Battery voltage e Battery current che vediamo più in basso, infatti come si vede nell'immagine di esempio qui sopra: 385,9V x 0,60A = 231,54W.

In alto a sinistra viene invece visualizzato il livello di carica della batteria, indicato sia graficamente sia con una percentuale, nello screenshot di esempio qui sopra indica 79,5%, che corrisponde a quanto indicato nel display dell'auto. Il calcolo dei km percorribili presunti invece non corrisponde affatto a quanto indica il display della mia auto, questo perché EVNotify in realtà non lo rileva dal computer di bordo, ma lo ricalcola usando un valore medio di kWh/100km che si può impostare manualmente nella configurazione dell'App. In pratica questo è un dato non molto interessante.

Al contrario un dato molto interessante è quello indicato da State of charge (BMS) che nel mio caso indica il 77%. La domanda che nasce spontanea è: perché il Battery Management System indica 77% di carica della batteria mentre l'auto al suo conducente dichiara 79.5%? 

SoC mostrato e SoC reale

E' noto che per prolungare la vita delle batterie al litio occorre non ricaricarle oltre un certo limite e soprattutto non lasciarle mai scaricare fino a zero. Quindi in tutti gli apparecchi dotati di batterie al litio, come ad esempio telefoni cellulari, tablet o pc portatili, l'indicazione di percentuale di carica mostrata viene "falsificata" per consentire all'apparecchio di avere una piccola riserva, in modo che sia molto difficile scaricare la batteria fino in fondo.

Anche le auto EV utilizzano lo stesso accorgimento, e quindi lo State of charge (SoC) mostrato dall'auto non è quello reale.

Da una serie di prove che ho effettuato, confrontando la percentuale di carica mostrata con quella reale rilevata tramite porta OBD-II, ho visto che la differenza si aggira intorno ai 2kWh. In pratica lo strumento che ci indica la carica residua la calcola come se la batteria dell'auto avesse una capacità di 62kWh invece dei 64kWh effettivi. 

Mi riservo di fare altri test e prove in condizioni diverse per capire meglio come si comportano e come sono relazionati tra loro le due differenti percentuali di SoC. Se scopro qualcosa di nuovo o interessante, prometto di scriverne ancora su questo blog. E ovviamente vi invito a postare nei commenti qui sotto se scoprite qualcosa su questo argomento.

Il dato più prezioso: lo State of Health della batteria

Più in basso nella schermata vediamo che EVNotify riporta il valore di SoH della batteria. SoH sta per "State of health" e in pratica indica la percentuale di batteria effettivamente utilizzabile.

Normalmente, quando l'auto e la sua batteria sono nuove, il SoH è pari al 100%, ma dato che  vi è nel tempo un processo "naturale" di degradamento della capacità della batteria, questa percentuale purtroppo è destinata a scendere. L'effetto è ovviamente quello di ridurre la capacità in termini di kWh di energia immagazzinabili e quindi una riduzione del range percorribile dall'auto.

Il perché e il come questo processo si verifichi richiederebbe una dissertazione piuttosto lunga, che magari faremo in un post specifico.  Per adesso accontentiamoci di dire che la batteria, durante il suo uso quotidiano, "si usura" e quindi riduce la sua capacità di accumulare energia. Alcuni eventi possono contribuire ad un più rapido deterioramento della batteria, come ad esempio dei forti sbalzi di temperatura che possono talvolta verificarsi durante le ricariche rapide (che sulla Kia e-Niro dovrebbero però essere scongiurati dal sistema di climatizzazione automatico della batteria), oppure da comportamenti errati del conducente, per esempio se lascia scaricare completamente la batteria.

Se da una parte l'invecchiamento e la relativa perdita di efficienza della batteria è un processo ineluttabile, dall'altra è importante tenerlo sotto controllo, anche perché praticamente tutte le case automobilistiche forniscono una garanzia sulla batteria basata proprio sul SoH. Ad esempio Kia garantisce le batterie dei propri veicoli per 7 anni oppure 150.000km fino al 65% di efficienza, ossia se prima dei 150.000km o dei 7 anni vita dell'auto il valore di  SoH dovesse scendere sotto il 65%, Kia garantisce la sostituzione o riparazione della batteria in garanzia.

 EVNotify ci riporta il valore di SoH così com'è calcolato dal BMS dell'auto, quindi il dato ufficiale considerato da Kia. 

Rilevazione remota con EVNotify

Una funzionalità interessante di EVNotify è quella di rendere possibile la visualizzazione remota, anche in tempo reale, dei dati rilevati tramite il collegamento OBD-II. Per utilizzarla occorre avere un dispositivo in auto - va bene anche un vecchio smartphone, purché abbia una connessione dati attiva - che dialoghi direttamente via bluetooth con il dongle OBD-II, e un altro dispositivo, anch'esso con EVNotify a bordo, registrato con il medesimo account (ne abbiamo parlato all'inizio). Con questa configurazione il telefono in auto rileva i dati e li trasmette ai server di EVNotify, mentre il secondo dispositivo li riceve dai server di EVNotify e li visualizza. Questa funzione può essere utile nel caso in cui si voglia monitorare ad esempio il processo di ricarica in remoto su auto che non hanno una App di monitoraggio. Essendo la mia Kia e-Niro dotata dell'App UVO Connect, non ho mai sentito il bisogno di provare nella pratica questa funzione, però sulla carta è interessante.

EVNotify: pro e contro

EVNotify è un'App molto semplice, in pratica mostra una sola schermata di dati, eppure su quella schermata ci sono alcuni tra i dati più interessanti che possiamo leggere dal nostro veicolo EV. Inoltre è gratuita. Non si può davvero chiedere di più.

Pro:
- Gratis
- Disponibile sia per Android che per iOS
- Supporta diversi modelli di auto EV (anche ibride e ibride plug-in)

Contro:
- Non disponibile in lingua italiana (solo inglese, francese e tedesco)
- Legge pochi dati rispetto a quelli disponibili

L'app Soul EV Spy

La seconda App che ho provato è specifica per le Kia Soul EV, ma può dialogare anche con Kia e-Niro, Hyunday Kona, Ioniq e qualche altra EV. E' solo per Android e sul Play Store è disponibile in versione Lite gratuita e nella versione completa a pagamento - costa ben 16 euro.

La brutta notizia è che la versione Lite non funziona, e a dirla tutta anche la versione a pagamento non funziona al  100%, però le parti che funzionano sono molto interessanti, soprattutto, come vedremo, quelle relative ai dettagli della batteria. Ma andiamo per gradi.

Configurare Soul EV Spy

Dopo aver scaricato Soul EV Spy da Google Play occorre configurarla, ma prima di farlo è importante verificare che nessuna altra App che parla con il dongle OBD-II sia attiva, infatti solo una App alla volta può utilizzare il dongle. Se ad esempio avete usato EVNotify, verificate che quest'App sia chiusa prima di avviare Soul EV Spy.

Una volta avviata l'App la prima cosa da fare è configurarla, usando la voce Settings del menu.

Come nel caso di EVNotify, anche qui le due cose più importanti da configurare sono il modello di automobile e il dispositivo OBD-II da usare, quindi nel mio caso, come si può vedere dal seguente screenshot, ho selezionato Kia e-Niro e il dispositivo bluetooth V-LINK.

Una volta completata la configurazione, occorre attivare la comunicazione via bluetooth con l'apposito selettore nel menu: 

Una volta attivato il bluetooth, l'app dovrebbe iniziare a dialogare con il dongle bluetooth, e si dovrebbero veder lampeggiare i led blu e verde di quest'ultimo. Se per qualche motivo la comunicazione non dovesse partire ricordate che:

• Il dongle OBD-II deve essere acceso, se non lo è accendetelo premendo il bottone presente su di esso
• Il quadro dell'auto deve essere acceso, altrimenti il dongle non riesce a comunicare con il sistema dell'auto   

Se nonostante questo ancora l'app non dovesse collegarsi, verificate che non ci sia un'altra app attiva che usa il dongle, o nel peggiore dei casi provate a staccare il dongle dalla presa OBD e poi riattaccatelo dopo una decina di secondi, in modo che si resetti completamente.

Una volta che l'app Soul EV Spy si sia collegata con successo al dongle, possiamo usare il suo menu per visualizzare vari insiemi di dati provenienti dall'auto. Ad esempio la voce Energy and power apre la pagina che visualizza la velocità del veicolo al contachilometri o rilevata dal GPS e contemporaneamente i dati di erogazione o incameramento di energia da parte della batteria. Ad esempio lo screenshot seguente è stato preso mentre la mia Kia e-Niro procedeva alla velocità di 11,2km/h, o 9,1km/h secondo in GPS, consumando 5,1kW di energia elettrica istantanea, corrispondenti all'erogazione di 13,3 Ampere per 382,2 Volts (infatti 13,3x382,2=5,08kW, arrotondati 5,1kW).

La pagina, a mio giudizio, più interessante è quella a cui si accede con la voce Battery cell map e dove troviamo una mappa dettagliata delle celle che compongono l'accumulatore dell'auto.

Nel caso della mia e-Niro 64kWh la mappa è divisa in tre parti: la prima riga mostra la temperatura attuale rilevata dai 4 sensori posizionati all'interno dell'accumulatore.

Seguono 98 piccoli rettangoli ognuno dei quali visualizza il voltaggio di ognuno dei moduli in cui sono raggruppate le 294 celle che costituiscono la batteria. Per ognuno dei moduli viene visualizzato il voltaggio attuale. Infine in basso troviamo due barre, una azzurra e una rossa che indicano rispettivamente la quantità di energia immessa o prelevata dalla batteria in un dato istante. 

Ognuna delle celle viene visualizzata in azzurro se la quantità di energia che contiene è più alta della media o in rosso se è più bassa. Le celle grigie sono quelle che contengono il livello di energia medio. 

Ad auto ferma tutte le celle dovrebbero risultare grige, mentre durante la marcia si vedono alcune celle colorarsi in azzurro o in rosso in funzione della scarica o ricarica che ognuna di esse sopporta.

Qui sotto propongo uno screenshot preso durante la marcia dove si vedono alcune celle più cariche e quindi ad un voltaggio più alto e colorate in rosso, ed altre più scariche colorate in blu. E' estremamente interessante notare come durante la marcia il BMS dell'auto cerchi di tenere tutte le celle in equilibrio uniformandone il livello di carica, sia in accelerazione che durante il recupero di energia.

Battery Management System

Un'altra voce di menu interessante è quella del Battery Management System che porta ad una pagina densa di informazioni, alcune molto interessanti ma purtroppo piuttosto difficili da interpretare in quanto elencate alla rinfusa e indicate con nomi criptici, come si vede anche nello screenshot qui sotto.

Ad esempio troviamo battery.SOC_display_pct e battery.SOC_pct che indicano rispettivamente la percentuale di carica della batteria indicata sul display dell'auto e quella effettiva rilevata dal BMS, così come abbiamo già visto su EVNotify.

Interessanti anche le quantità di corrente accumulate ed erogate espresse sia in kWh che in Ah, e più avanti nella schermata si possono leggere anche valori relativi al voltaggio e alle temperature minime e massime raggiunte dalla batteria.

Altre informazioni interessanti

Sulle schermata Car troviamo altre informazioni interessanti, ad esempio l'SoH della batteria. Purtroppo nel mio caso questo valore non viene riportato e al suo posto appare il messaggio "unknown deteroration". Non so se questa indicazione significa che ancora il BMS non riesce a rilevare alcun deterioramento della batteria, o se invece sia dovuto ad un problema di comunicazione con l'auto.

Sulla pagina Motor control troviamo alcuni dati relativi alla batteria servizi (quella a 12V per capirsi) e l'indicazione della marcia inserita (P, R, N o D).

Un'altra schermata interessante è Aircon dove vengono mostrate informazioni relative al sistema di riscaldamento condizionamento dell'abitacolo, inclusa la temperatura esterna aircon.ambient_temp e la temperatura rilevata in cabina di guida aircon.cabin_front_temp.

Le schermate Onboard charger e Tire data dovrebbero mostrare dati relativi al processo di ricarica e ai pneumatici ma sulla mia auto non mostrano niente. 

Ho inviato una richiesta di aiuto agli autori dell'App, i quali mi hanno risposto che attualmente l'App ha qualche difficoltà nel dialogare con l'OBC da 11kW equipaggiato sulla mia e-Niro, mentre dovrebbe funzionare bene con la versione da 7,4kW monofase. Sul problema invece della pagina riguardante la pressione dei pneumatici non è ancora chiaro il perché sulla mia auto non funzioni.

Registrazione delle informazioni

Un'altra caratteristica molto interessante di Soul EV Spy è che registra tutti i dati letti dal computer di bordo dell'auto in file CSV scaricabili dalla cartella Download del telefono. Questi file possono essere letti con uno spreadsheet tipo Microsoft Excell o Calc di OpenOffice, ed è quindi possibile generare qualsiasi tipo di elaborazione ci venga in mente.

Possiamo ad esempio creare un grafico del consumo dell'auto durante un viaggio o seguire nei più minimi dettagli il percorso fatto usando i dati di latitudine, longitudine e elevazione immagazzinati.

Questi file di log sono delle vere miniere di informazione dove tra l'altro ho trovato anche i dati sulla pressione dei pneumatici, che l'app, per qualche motivo, non riesce a visualizzare. 

Infine Soul EV Spy può anche ricaricare e riprodurre i file registrati, si possono quindi riguardare tutte le informazioni di un certo viaggio o di una sessione di ricarica e in una sorta di "moviola tecnica" di tutti i parametri dell'auto.

Soul EV Spy: pro e contro

L'App Soul EV Spy raccoglie e mostra tantissime informazioni che permettono di capire meglio come lavori l'elettronica della Kia e-Niro e nonostante su molte cose abbia notevoli margini di miglioramento, sono comunque contento di averla acquistata soprattutto per la funzione di salvataggio delle informazioni.

Pro:
- Informazioni molto dettagliate sulla batteria 
- Registrazione e riproduzione delle informazioni rilevate
- Fornisce davvero tante informazioni (anche se spesso sono difficili da interpretare)

Contro:
- Solo a pagamento 
- Alcune parti non funzionano
- Solo in lingua inglese 
- Solo per Android

Conclusioni

E' incredibile la quantità di dati interessanti che si possono raccogliere e visualizzare attraverso l'interfaccia OBD-II, e grazie alle App che si trovano per i nostri Smartphone leggerli è facile per chiunque.

Quindi, se come me siete inguaribili curiosi e non vi accontentate delle informazioni che mostra il display dell'auto, non vi resta che acquistare un buon dongle OBD-II bluetooth, collegarlo alla porta della vostra fedele EV e navigare alla scoperta delle informazioni più nascoste nella centralina dell'auto.

Vi saluto con un breve video che mostra come si comporta la batteria della mia Kia e-Niro sia mentre accelero (riga Amps che va sul rosso) sia in recupero di energia (riga Amps che va sul blu). Buon divertimento!